基于STM32F103单片机APP WIFI高校宿舍智能监控系统设计 （室内温湿度 烟雾 一氧化碳）
摘要：如今物联网出现在我们生活的方方面面，以至于人们对生活质量有更高的需求。而此项目是基于单片机为核心，数据存储在云平台的宿舍智能监控系统。整体架构主要由应用层，网络层，感知层构成。应用层基于编程语言开发APP，实现订阅云平台的主题以此来获取室内环境参数；网络层利用低功耗的WIFI芯片ESP8266实现数据的上传；感知层以STM32F103单片机作为核心控制器，选取MQ-2，MQ-4，DHT11和人体感知雷达传感器作为信息采集单元。并且应用层可以让用户随时随地检测室内环境，也可以在用户未能实时观察的情况下发出警报操作。
关键词：STM32F103；传感器；室内检测；APP；
College Dormitory Intelligent Monitoring System Design
Abstract: Now the Internet of Things appears in every aspect of our life, so that people have a higher demand for the quality of life. This project is an intelligent dormitory monitoring system based on single chip microcomputer and data storage on cloud platform. The overall architecture is mainly composed of application layer, network layer and perception layer. The application layer develops APP based on programming language, and realizes the theme subscription of cloud platform to obtain indoor environment parameters. In the network layer, the low-power WiFi chip ESP8266 is used to upload data. In the sensing layer, STM32F103 microcontroller is used as the core controller, and MQ-2 smoke gas sensor, MQ-4 carbon monoxide gas detection sensor, DHT11 temperature and humidity sensor and human sensing radar sensor are selected as the information acquisition unit. And the application layer can allow the user to detect the indoor environment anytime and anywhere, and can also send out an alarm operation when the user is not able to observe in real time.
Keywords: STM32F103; sensor; Indoor test; app;
目录
第一章 绪论 3
1.1 研究意义 3
1.2 研究现状 3
1.2.1 传感器技术的研究现状 3
1.2.2 SPI技术简介 3
1.3 应用前景 4
1.4 设计系统概述 4
1.5 课题的研究思路及论文章节安排 5
第二章 总体方案设计 6
2.1 设计思路 6
2.2 方案选择 6
2.2.1 单片机选择 6
2.2.2 传感器选择 7
第三章 系统的硬件模块设计 8
3.1 主控制器 8
3.2 温湿度监测模块 8
3.3 烟雾检测模块 9
3.4 CO气体检测传感器 10
3.5 显示模块 11
3.6 报警模块 13
3.7 WIFI 模块 14
3.8 人体感应模块 15
3.9 电源模块电路设计 16
第四章 系统的软件模块设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2服务器与客户端通信流程图 17
4.3 WIFI组网流程图 18
4.4 APP用户登录流程图 19
第五章 系统仿真与调试 20
5.1单片机操作环境 20
5.2 系统测试 20
5.3 实物展示 23
第六章 总结与展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录: 电路原理图 28
第一章 绪论
1.1 研究意义
近些年来，物联网取得了许多耀眼的成就。一些以前在科幻电影中才会出现的场景也能在人们日常生活中被使用到，如远程环境室温控制，远程控制系统等。这些在以前想都很难想到的。伴随着科技水平的发展一些智能化设备，也慢慢走入大部分人家里。
本项目的研究课题为高校宿舍智能监控系统。以STM32为系统的核心控制器，以MQ-2，MQ-4，DHT11和报蜂鸣器组成。并加入人体感知雷达，对室内环境进行人体检测，有助于降低侵害风险。这个系统通过检测宿舍环境变化，将收集到的数据通过SPI协议发送到主控并对收集的数据进行汇总和分析，通过总线通信协议将数据发送到ESP8266模块，并利用AT指令将数据传送到云平台。用户可通过手机APP和MQTT的订阅机制可实时查看宿舍环境的动态变化。当某些气体浓度高于安全阈值时，手机APP会发出警报来通知使用者此时宿舍的环境情况。
参考文献
[1] 刘迪.智能家居室内空气质量监测系统的研究与实 现[D].安徽理工大学,2019.
[2] 曹振民,陈年生,马强,等.基于ESP8266的无线控制 电路设计[J].工业控制计算机,2017,30(1):68-69.
[3] 徐军,杨帆,朴金宁,等.室内环境参数远程监测系统 设计[J].电子技术应用,2018,44(2):48-51.
[4] 郭联金,虞晓琼,王国胜,等.室内空气质量监测系统的 设计与实现[J].微型机与应用,2016,35(18):99-102.
[5] 王鹏.室内有害气体检测控制系统的研究[D].河北 联合大学,2015.
[6] 余仁润.室内环境质量检测与报警系统[D].黑龙江: 哈尔滨理工大学,2019.
[7] 王成营,罗辉.水下机器人所摄图像的预处理[J].上海船舶运 输科学研究所学报,2015,38(1):78-82.
[8] 龚声蓉,刘纯平,赵勋杰.数字图像处理与分析[M].2版.北京: 清华大学出版社,2014.
[9] 李钰,孟祥萍.基于Gabor滤波器的图像纹理特征提取[J].长 春工业大学学报(自然科学版),2008,29(1):78-81.
[10] 李 丹, 代沁芸. 我国环境监测技术的应用现状及发展趋势[J]. 中国环保产业, 2019(02): 64~66.
[11] 王 栋, 袁 伟, 吴 迪. 基于 WiFi 物联网的图书馆环境监测系统[J]. 计算机科学, 2018, 45(S2): 532~534, 557.
